CN112853521B - 一种防静电poy丝的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防静电POY丝的生产方法，属于纺丝工艺技术领域，其包括以下步骤：S1：先将PET切片在158‑166℃的温度下，预结晶10‑20min，之后在160‑170℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；S2：然后将干燥的PET切片与抗静电剂，熔融共混并挤出，得到混合料粒；S3：将混合料粒进行纺丝过程，纺丝后经过18‑22Pa的环吹风冷却、上油、卷绕工位卷绕后，得到防静电POY丝，本发明具有提高POY丝抗静电能力的效果。

Description

一种防静电POY丝的生产方法
技术领域
本发明涉及纺丝工艺的技术领域，尤其是涉及一种防静电POY丝的生产方法。
背景技术
聚酯纤维作为当前合成纤维的第一大品种，属于高分子化合物，常用作纺织材料，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成，俗称涤纶(PET)，具有良好的抗皱性和保形性，较高的强度和弹性恢复能力。涤纶分为涤纶长丝和涤纶短纤维两类，涤纶短纤维是指长度在几厘米至十几厘米的短纤维，涤纶长丝是指长度可以达到千米以上的丝，长丝绕卷成团。
涤纶长丝按生产方式又分为初生丝、拉伸丝和变形丝，POY丝就属于初生丝的一种，POY丝又名预取向丝，是指经高速纺丝获得的取向度在未取向丝和拉伸丝之间的未完全拉伸的涤纶长丝，POY丝与未拉伸丝相比，由于具有一定程度的取向，因此其稳定性良好，再将POY丝进行纺织制成相应的面料。
由于涤纶分子间是由共价键结合的，既不产生电离，又不传递电子，容易产生和积聚电荷，并且POY丝中的中性基团很少，疏水性较大，积聚的电荷分散困难，因此POY丝在绕卷的过程中，容易产生大量的静电，引发安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种防静电POY丝的生产方法，其具有提高POY丝抗静电能力的效果。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种防静电POY丝的生产方法，包括以下步骤：
S1：先将PET切片在158-166℃的温度下，预结晶10-20min，之后在160-170℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与抗静电剂，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒进行纺丝过程，纺丝后经过18-22Pa的环吹风冷却、上油、卷绕工位卷绕后，得到防静电POY丝；
其中，所述抗静电剂按重量份包括以下组分：淀粉基抗静电剂1-3份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐1.2-2.8份，羊毛角蛋白溶液7-13份，石墨烯0.2-0.34份，Fe3O43.73-5.01份，黏合剂145-155份，二氧化钛0.5-0.9份，脂肪胺聚氧乙烯醚35-41份，聚乙二醇2-8份，芥酸酰胺7-13份；抗静电剂与PET切片的重量比为(0.005-0.015)：1。
通过采用上述技术方案，在纺丝前先对PET切片进行干燥，充分去除PET切片上附着的水分，降低水分对PET产生降解的可能性，从而提高PET的可纺性，提高纺丝质量的稳定性；同时为了降低PET切片在加热过程中变软而发生粘结的现象，对PET切片进行预结晶处理，提高PET切片的结晶度，从而提高其软化点；
将抗静电剂与PET切片进行熔融共混，再进行纺丝，可以提高POY丝的抗静电能力，降低POY丝产生的静电量，从而降低安全事故的发生；
淀粉基抗静电剂是一种新型的抗静电剂，耐久性较好，但是由于淀粉基抗静电剂是通过吸附空气中的水分来起到抗静电作用，因此如果淀粉基抗静电剂的添加量较少，抗静电效果较为不明显，因此使用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐与其配合，将1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐的离子导电机理与淀粉基抗静电剂的吸湿导电机理相配合，协同起到抗静电的作用，提高淀粉基抗静电剂的抗静电能力，使得淀粉基抗静电剂的添加量较少也能发挥较强的抗静电能力，同时由于离子液体缺乏耐久性，容易被擦洗掉，因此淀粉基抗静电剂可以弥补离子液体的耐久性较差的缺点，二者协同配合，提高POY丝的抗静电能力；
羊毛角蛋白溶液是利用吸湿导电机理来提高POY丝的抗静电能力，羊毛角蛋白溶液包裹在POY丝的表面，与淀粉基抗静电剂相配合，利用相同的机理协同起到抗静电作用，从而提高POY丝的抗静电能力，并且在此范围内使用羊毛角蛋白溶液制得的POY丝较为柔软；
在此范围内将石墨烯、Fe3O4和二氧化钛相互配合会在POY丝的表面形成一层导电的薄膜，这层薄膜会将POY丝产生的静电荷消除，从而提高POY丝的抗静电能力；若石墨烯的添加量较低，会使得石墨烯不能连续的覆盖在POY丝的表面，降低POY丝的抗静电能力，若石墨烯的添加量较高，石墨烯的不易分散的特性会使得粒子之间发生团聚，难以进行分散，也会使得石墨烯不能连续的覆盖在POY丝的表面，降低POY丝的抗静电能力；同时由于二氧化钛具有较强的抗菌性能，可以提高POY丝的抗菌能力，二氧化钛对金黄葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率达到了90％以上；
在此范围内加入黏合剂，使得石墨烯、Fe3O4和二氧化钛形成牢固且连续的导电层，可以明显提高抗静电剂在POY丝上的耐久能力，若黏合剂的加入量过多，会使得黏合剂在POY丝表面形成的膜较厚，石墨烯、Fe3O4和二氧化钛形成薄膜容易被包埋，降低了POY丝的抗静电能力；
在抗静电剂中加入脂肪胺聚氧乙烯醚、聚乙二醇和芥酸酰胺，利用脂肪胺聚氧乙烯醚的抗静电能力，与淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4和二氧化钛相互配合，提高POY丝的抗静电能力；聚乙二醇在抗静电剂中起到润滑的作用，使得抗静电剂中的各组分能够充分分散，不会由于黏合剂的作用而产生的团聚，降低POY丝的抗静电能力；芥酸酰胺在抗静电剂中起到爽滑开口的作用，使得抗静电剂与PET切片熔融共混，挤出的过程较为顺利；
将抗静电剂与PET切片熔融共混后得到的混合料粒，再进行纺丝过程，在此范围内控制环吹风的风压，可以提高POY丝的纺丝质量，若环吹风的风压过低，风量较小，POY丝冷却不均匀，会使得POY丝后期在进行染色时染色不均，若环吹风的风压过高，POY丝在纺丝时抖动厉害，容易产生碰撞，造成POY丝断裂，降低了POY丝的质量。
本发明进一步配置为：所述抗静电剂按重量份包括以下组分：淀粉基抗静电剂1.5-2.5份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐1.8-2.2份，羊毛角蛋白溶液9-11份，石墨烯0.25-0.29份，Fe3O4 4-4.74份，黏合剂148-152份，二氧化钛0.6-0.8份，脂肪胺聚氧乙烯醚37-39份，聚乙二醇4-6份，芥酸酰胺9-11份。
本发明进一步配置为：所述抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂与聚乙二醇，在45-50℃的温度下混合均匀，然后在75-85℃的温度下干燥，得到抗静电剂。
通过采用上述技术方案，在此范围内，将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、脂肪胺聚氧乙烯醚和芥酸酰胺配合使用，可以进一步的提高POY丝的抗静电能力，再在此范围内加入石墨烯、Fe3O4和二氧化钛，在POY丝的表面形成一层薄膜，进一步提高POY丝的抗静电能力，黏合剂使得石墨烯、Fe3O4和二氧化钛形成的薄膜牢牢附着在POY丝的表面，聚乙二醇可以降低黏合剂使抗静电剂中各组分产生团聚的可能性，综合提高POY丝的抗静电能力，最后对抗静电剂进行干燥，降低了水分对干燥的PET切片产生降解的可能性，从而提高了PET的可纺性，提高纺丝质量的稳定性。
本发明进一步配置为：所述淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将熔融状态的聚乙烯蜡与二乙醇胺混合，再加入硬脂酸油脂，在81-83℃的温度下熔融共混，再加入氧化锌，得到混合物，其中聚乙烯蜡、二乙醇胺、硬脂酸油脂与氧化锌的重量比为(1.3-1.7)：(0.8-1.2)：(1.4-1.6)：(0.9-1.1)；
a2:在60-90℃的温度下，将玉米淀粉糊化，再将混合物、丙烯酸与糊化的玉米淀粉在84-90℃的温度下混合均匀，然后在18-20℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂，其中玉米淀粉、混合物与丙烯酸的重量比为(0.3-0.7)：(0.8-1.2)：(0.7-1.3)。
通过采用上述技术方案，利用玉米淀粉制作淀粉基抗静电剂，可以充分发挥玉米淀粉的吸水性和耐久性较好的优点，同时由玉米淀粉制得的淀粉基抗静电剂，分子量较大，在POY丝表面，不容易被擦洗脱落，具有较好的耐久性，并且可以弥补1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐的耐久性较差的缺点，使得二者协同配合，从而提高POY丝的抗静电能力。
本发明进一步配置为：所述淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的重量比为：(1.4-1.5):1：(6.1-6.3)。
通过采用上述技术方案，在此范围内，将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液配合使用，使得淀粉基抗静电剂与羊毛角蛋白溶液利用相同的抗静电机理，协同起到抗静电作用，并且弥补1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐的耐久性较差的缺点，同时1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐利用其离子导电机理可以对淀粉基抗静电剂和羊毛角蛋白溶液起到协同的作用，使得淀粉基抗静电剂和羊毛角蛋白溶液的添加量较少也能发挥较强的抗静电能力，从而提高POY丝的抗静电能力；
若淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的比例低于此范围，则不能较好的发挥彼此的协同作用，使得淀粉基抗静电剂与羊毛角蛋白溶液不能很好的弥补1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐的耐久性较差的缺点，同时1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐也不能对淀粉基抗静电剂和羊毛角蛋白溶液起到协同的作用，从而降低了POY丝的抗静电能力；若淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的比例高于此范围，则淀粉基抗静电剂与羊毛角蛋白溶液容易发生团聚，不能均匀的分散在POY丝的表面，从而降低POY丝的抗静电能力。
本发明进一步配置为：所述PET切片采用以下方式进行改性：
b1:先将二氧化硅在80-84℃的温度下干燥，然后将干燥的二氧化硅分散在环己烷中，在600-640rpm的转速下，搅拌20-24min，再分散20-24min，之后在20—22℃的温度下，加入正丙胺、偶联剂，搅拌30-35min后，在65-68℃的温度下继续反应30-36min，除去上层清液，在80-82℃的温度下蒸发并烘干，得到改性二氧化硅，其中二氧化硅、环己烷、正丙胺、偶联剂的重量比为(8-12)：(180-220)：(0.25-0.26)：(0.5-0.6)；
b2:将改性二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙酮和偶氮二异丁氰在20-22℃的温度下，混合均匀，然后在64-66℃的温度下继续搅拌5.8-6.2h，在63-67℃的温度下烘干，其中改性二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙酮、偶氮二异丁氰的重量比为(0.8-1.2)：(0.4-0.6)：(28-32)：(0.05-0.15)；
b3:将b2中烘干后的混合物与PET切片在260-300℃的温度下熔融共混并挤出，得到改性PET切片，其中PET切片与烘干后的混合物的重量比为1：(0.004-0.006)。
通过采用上述技术方案，二氧化硅的热稳定性较好，利用其改性PET切片可以提高POY丝的热稳定性，利用偶联剂KH570先对二氧化硅进行改性处理，可以较高的提高二氧化硅的分散性，使得其能够充分的对PET切片进行改性，从而提高POY丝的热稳定性；
将改性二氧化硅与甲基丙烯酸甲酯、丙酮和偶氮二异丁氰进行混合后，使得混合物具有更高的分散性，同时混合物中的有机成分与PET分子间不相容，容易发生滑移，使得其与PRT切片熔融时的流动性较好，从而提高了改性PET切片的伸长倍数，明显提高了POY丝的断裂伸长率，提高了POY丝的可纺性。
本发明进一步配置为：所述步骤S2中，熔融共混过程采用螺杆挤出机，螺杆挤出机内的温度为：进料口264-266℃，机筒1区282-284℃，机筒2区284-286℃，机筒3区285-287℃，机筒4区287-289℃，机筒5区289-291℃。
本发明进一步配置为：所述步骤S3中，纺丝过程采用纺丝机，纺丝机内的温度为进料口251-253℃，机筒1区279-281℃，机筒2区282-284℃，机筒3区285-287℃，机筒4区287-289℃，机筒5区287-289℃，测量头299-301℃，联苯289-291℃。
通过采用上述技术方案，在此范围内控制螺杆挤出机内的温度和纺丝机内的温度，可以明显增加熔体的流动性，提高了POY丝的断裂伸长率，从而提高了POY丝的可纺性，并且可以在一定范围内提高纺丝速度，若是螺杆挤出机内的温度和纺丝机内的温度过高，会使得制作POY丝的能耗增加，从而使得生产成本提高。
本发明进一步配置为：所述卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3060-3360m/min，下辊速度为2900-3200m/min，高速卷绕机的转速为3000-3300m/min。
通过采用上述技术方案，在此范围内控制绕卷工位的转速，可以控制POY丝的纺丝速度，提高POY丝的生产效率，提高POY丝的产量，从而降低成本，但若是卷绕工位的速度过高，会使得POY丝较为容易发生断裂，降低了POY丝的稳定性，从而降低了POY丝的可纺性。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.通过先将PTE切片与抗静电剂熔融共混并挤出后，再进行纺丝过程，可以明显提高POY丝的抗静电能力；
2.通过将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、聚乙二醇、芥酸酰胺和黏合剂相互配合，使得抗静电剂具有较强的抗静电能力；
3.通过将采用改性PET切片，提高了POY丝的热稳定性能，提高了POY丝的断裂伸长率，从而提高了POY丝的可纺性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
以下制备例、实施例和对比例中：
PET切片购自余姚市盈仓塑化有限公司，牌号CZ-318；
螺杆挤出机购自科倍隆(南京)机械有限公司，型号CTE35；
高速绕卷机购自上海市金纬化纤机械制造有限公司；
1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐购自武汉远城科技发展有限公司；
黏合剂NH-110购自上海凯悦电子科技有限公司；
脂肪胺聚氧乙烯醚购自景程化工有限公司；
硬脂酸油脂购自高密市海宸助剂有限公司；
偶联剂KH570购自南京经天纬化工有限公司；
羊毛角蛋白溶液的制备方法为：将5g羊毛剪碎浸入42g尿素、3g硫化钠、0.8gSDS、76g水的混合溶液中，在50℃恒温水浴锅中充分溶解10h，过滤得到质量分数为3％的羊毛角蛋白溶液。
制备例1
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂NH-110与聚乙二醇，在45℃的温度下混合均匀，然后在75℃的温度下干燥，得到抗静电剂；
其中，淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将1.3g熔融状态的聚乙烯蜡与0.8g二乙醇胺混合，再加入1.4g硬脂酸油脂，在81℃的温度下熔融共混，再加入0.9g氧化锌，得到混合物；
a2:在60℃的温度下，将0.3g玉米淀粉糊化，再将0.8g混合物、0.7g丙烯酸与糊化的玉米淀粉在84℃的温度下混合均匀，然后在18℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂。
制备例2
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂NH-110与聚乙二醇，在45℃的温度下混合均匀，然后在75℃的温度下干燥，得到抗静电剂；
其中，淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将1.3g熔融状态的聚乙烯蜡与0.8g二乙醇胺混合，再加入1.4g硬脂酸油脂，在81℃的温度下熔融共混，再加入0.9g氧化锌，得到混合物；
a2:在60℃的温度下，将0.3g玉米淀粉糊化，再将0.8g混合物、0.7g丙烯酸与糊化的玉米淀粉在84℃的温度下混合均匀，然后在18℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂。
制备例3
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂NH-110与聚乙二醇，在47.5℃的温度下混合均匀，然后在80℃的温度下干燥，得到抗静电剂；
其中，淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将1.5g熔融状态的聚乙烯蜡与1.0g二乙醇胺混合，再加入1.5g硬脂酸油脂，在82℃的温度下熔融共混，再加入1.0g氧化锌，得到混合物；
a2:在75℃的温度下，将0.5g玉米淀粉糊化，再将1.0g混合物、1.0g丙烯酸与糊化的玉米淀粉在87℃的温度下混合均匀，然后在19℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂。
制备例4
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂NH-110与聚乙二醇，在50℃的温度下混合均匀，然后在85℃的温度下干燥，得到抗静电剂；
其中，淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将1.7g熔融状态的聚乙烯蜡与1.2g二乙醇胺混合，再加入1.6g硬脂酸油脂，在83℃的温度下熔融共混，再加入1.1g氧化锌，得到混合物；
a2:在90℃的温度下，将0.7g玉米淀粉糊化，再将1.2g混合物、1.3g丙烯酸与糊化的玉米淀粉在90℃的温度下混合均匀，然后在20℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂。
制备例5
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂NH-110与聚乙二醇，在50℃的温度下混合均匀，然后在85℃的温度下干燥，得到抗静电剂；
其中，淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将1.7g熔融状态的聚乙烯蜡与1.2g二乙醇胺混合，再加入1.6g硬脂酸油脂，在83℃的温度下熔融共混，再加入1.1g氧化锌，得到混合物；
a2:在90℃的温度下，将0.7g玉米淀粉糊化，再将1.2g混合物、1.3g丙烯酸与糊化的玉米淀粉在90℃的温度下混合均匀，然后在20℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂。
制备例1-5中各组分的重量如表1所示：
表1
Figure BDA0002873587750000081
制备例6
与制备例3的不同之处在于：淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的重量比为：1.4:1:6.1，其中淀粉基抗静电剂为2.856g、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐为2.04g、羊毛角蛋白溶液为12.444g。
制备例7
与制备例3的不同之处在于：淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的重量比为：1.5:1:6.3，其中淀粉基抗静电剂为3.06g、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐为2.04g、羊毛角蛋白溶液为12.852g。
实施例1
一种防静电POY丝的生产方法，包括以下步骤：
S1：先将1kg PET切片在158℃的温度下，预结晶10min，之后在160℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与5g制备例1制得的抗静电剂，放入螺杆挤出机内，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒放入纺丝机内，混合料被平均分配至纺丝箱体中的纺丝位，经过过滤后，由喷丝板进行喷丝，喷丝板的规格为72孔圆形喷丝板，经过喷丝板挤出的丝条，通过18Pa的环吹风冷却后，经过上油过程、到达卷绕工位进行卷绕，得到防静电POY丝；
其中，螺杆挤出机的温度为：进料口264℃、机筒1区282℃、机筒2区284℃、机筒3区285℃、机筒4区287℃、机筒5区289℃；
纺丝机内的温度为：进料口251℃、机筒1区279℃、机筒2区282℃、机筒3区285℃、机筒4区287℃、机筒5区287℃、测量头299℃、联苯289℃；
卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3060m/min，下辊速度为2900m/min，高速卷绕机的转速为3000m/min。
实施例2
一种防静电POY丝的生产方法，包括以下步骤：
S1：先将1kg PET切片在158℃的温度下，预结晶10min，之后在160℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与5g制备例2制得的抗静电剂，放入螺杆挤出机内，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒放入纺丝机内，混合料被平均分配至纺丝箱体中的纺丝位，经过过滤后，由喷丝板进行喷丝，喷丝板的规格为72孔圆形喷丝板，经过喷丝板挤出的丝条，通过18Pa的环吹风冷却后，经过上油过程、到达卷绕工位进行卷绕，得到防静电POY丝；
其中，螺杆挤出机的温度为：进料口264℃、机筒1区282℃、机筒2区284℃、机筒3区285℃、机筒4区287℃、机筒5区289℃；
纺丝机内的温度为：进料口251℃、机筒1区279℃、机筒2区282℃、机筒3区285℃、机筒4区287℃、机筒5区287℃、测量头299℃、联苯289℃；
卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3060m/min，下辊速度为2900m/min，高速卷绕机的转速为3000m/min。
实施例3
一种防静电POY丝的生产方法，包括以下步骤：
S1：先将1kg PET切片在162℃的温度下，预结晶15min，之后在165℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与10g制备例3制得的抗静电剂，放入螺杆挤出机内，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒放入纺丝机内，混合料被平均分配至纺丝箱体中的纺丝位，经过过滤后，由喷丝板进行喷丝，喷丝板的规格为72孔圆形喷丝板，经过喷丝板挤出的丝条，通过20Pa的环吹风冷却后，经过上油过程、到达卷绕工位进行卷绕，得到防静电POY丝；
其中，螺杆挤出机的温度为：进料口265℃、机筒1区283℃、机筒2区285℃、机筒3区286℃、机筒4区288℃、机筒5区290℃；
纺丝机内的温度为：进料口252℃、机筒1区280℃、机筒2区283℃、机筒3区286℃、机筒4区288℃、机筒5区288℃、测量头300℃、联苯290℃；
卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3210m/min，下辊速度为3050m/min，高速卷绕机的转速为3150m/min。
实施例4
一种防静电POY丝的生产方法，包括以下步骤：
S1：先将1kg PET切片在166℃的温度下，预结晶20min，之后在170℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与15g制备例4制得的抗静电剂，放入螺杆挤出机内，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒放入纺丝机内，混合料被平均分配至纺丝箱体中的纺丝位，经过过滤后，由喷丝板进行喷丝，喷丝板的规格为72孔圆形喷丝板，经过喷丝板挤出的丝条，通过22Pa的环吹风冷却后，经过上油过程、到达卷绕工位进行卷绕，得到防静电POY丝；
其中，螺杆挤出机的温度为：进料口266℃、机筒1区284℃、机筒2区286℃、机筒3区287℃、机筒4区289℃、机筒5区291℃；
纺丝机内的温度为：进料口253℃、机筒1区281℃、机筒2区284℃、机筒3区287℃、机筒4区289℃、机筒5区289℃、测量头301℃、联苯291℃；
卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3360m/min，下辊速度为3200m/min，高速卷绕机的转速为3300m/min。
实施例5
一种防静电POY丝的生产方法，包括以下步骤：
S1：先将1kg PET切片在166℃的温度下，预结晶20min，之后在170℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与15g制备例5制得的抗静电剂，放入螺杆挤出机内，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒放入纺丝机内，混合料被平均分配至纺丝箱体中的纺丝位，经过过滤后，由喷丝板进行喷丝，喷丝板的规格为72孔圆形喷丝板，经过喷丝板挤出的丝条，通过22Pa的环吹风冷却后，经过上油过程、到达卷绕工位进行卷绕，得到防静电POY丝；
其中，螺杆挤出机的温度为：进料口266℃、机筒1区284℃、机筒2区286℃、机筒3区287℃、机筒4区289℃、机筒5区291℃；
纺丝机内的温度为：进料口253℃、机筒1区281℃、机筒2区284℃、机筒3区287℃、机筒4区289℃、机筒5区289℃、测量头301℃、联苯291℃；
卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3360m/min，下辊速度为3200m/min，高速卷绕机的转速为3300m/min。
实施例6
一种防静电POY丝的生产方法，与实施例3的不同之处在于：步骤S2中选用制备例6制备的抗静电剂，其余均相同。
实施例7
一种防静电POY丝的生产方法，与实施例3的不同之处在于：步骤S2中选用制备例7制备的抗静电剂，其余均相同。
实施例8
一种防静电POY丝的生产方法，与实施例3的不同之处在于：PET切片采用以下方式进行改性：
b1:先将8g二氧化硅在80℃的温度下干燥，然后将干燥的二氧化硅分散在180g环己烷中，在600rpm的转速下，搅拌20min，再分散20min，之后在20℃的温度下，加入0.25g正丙胺、0.5g偶联剂KH570，搅拌30min后，在65℃的温度下继续反应30min，除去上层清液，在80℃的温度下蒸发并烘干，得到改性二氧化硅；
b2:将0.8g改性二氧化硅、0.4g甲基丙烯酸甲酯、28g丙酮和0.05g偶氮二异丁氰在20℃的温度下，混合均匀，然后在64℃的温度下继续搅拌5.8h，在63℃的温度下烘干；
b3:将0.04g b2中烘干后的混合物与10g PET切片在260℃的温度下熔融共混并挤出，得到改性PET切片。
实施例9
一种防静电POY丝的生产方法，与实施例3的不同之处在于：PET切片采用以下方式进行改性：
b1:先将12g二氧化硅在84℃的温度下干燥，然后将干燥的二氧化硅分散在220g环己烷中，在640rpm的转速下，搅拌24min，再分散24min，之后在22℃的温度下，加入0.26g正丙胺、0.6g偶联剂KH570，搅拌35min后，在68℃的温度下继续反应36min，除去上层清液，在82℃的温度下蒸发并烘干，得到改性二氧化硅；
b2:将1.2g改性二氧化硅、0.6g甲基丙烯酸甲酯、32g丙酮和0.15g偶氮二异丁氰在22℃的温度下，混合均匀，然后在66℃的温度下继续搅拌6.2h，在67℃的温度下烘干；
b3:将0.06g b2中烘干后的混合物与10g PET切片在300℃的温度下熔融共混并挤出，得到改性PET切片。
对比例1
市售POY丝，购自广东大红马实业有限公司。
对比例2
与实施例3的不同之处在于：使用的制备例3制备的抗静电剂中不添加淀粉基抗静电剂。
对比例3
与实施例3的不同之处在于：使用的制备例3制备的抗静电剂中不添加1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐。
对比例4
与实施例7的不同之处在于：步骤S2中选用制备例7制备的抗静电剂中，淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的重量比为：1:1:5.5，其中淀粉基抗静电剂为2.04g、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐为2.04g、羊毛角蛋白溶液为11.22g。
对比例5
与实施例7的不同之处在于：步骤S2中选用制备例7制备的抗静电剂中，淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的重量比为：2:1:7.0，其中淀粉基抗静电剂为4.08g、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐为2.04g、羊毛角蛋白溶液为14.28g。
对比例6
与实施例3的不同之处在于：螺杆挤出机的温度为：进料口270℃、机筒1区286℃、机筒2区288℃、机筒3区289℃、机筒4区290℃、机筒5区292℃。
对比例7
与实施例3的不同之处在于：纺丝机内的温度为：进料口255℃、机筒1区285℃、机筒2区287℃、机筒3区290℃、机筒4区292℃、机筒5区292℃、测量头304℃、联苯294℃。
对比例8
与实施例3的不同之处在于：上辊的速度为3400m/min，下辊速度为3240m/min，高速卷绕机的转速为3340m/min。
性能检测
以下对实施例1-9，对比例1-8进行抗静电性能检测和可纺性检测，检测结果如表2所示：
抗静电性能检测：将实施例1-9，对比例1-8制得的POY丝纺织成面料后，根据GB/T12703.1-2008《纺织品静电性能的评定》中的电荷面密度法，使用LFY-403型织物摩擦带电荷量测试仪测定服装面料的电荷面密度(μC/m2)；
可纺性的检测：将实施例1-9，对比例1-8制得的POY丝通过常州纺织仪器厂生产的YG023B型全自动单丝强力仪，分别选取12个工位的丝筒，测试POY丝的断裂伸长率(％)，取所测试结果的平均值为最终数值。
表2检测结果表
Figure BDA0002873587750000141
从表2可以看出，用实施例1-5制得的POY丝纺织的面料，电荷面密度小于对比例1，同时实施例1-5经过洗涤20次后的电荷面密度低于标准要求，且实施例1-5制得的POY丝的断裂伸长率大于对比例1，说明实施例1-5制得的POY丝具有较强的抗静电能力，并且具有较强的可纺性。
用实施例6-7制得的POY丝纺织的面料，电荷面密度小于实施例3，同时经过洗涤20次后的电荷面密度小于实施例3，并且实施例6-7制得的POY丝的断裂伸长率大于实施例3，说明实施例6-7选用的制备例6-7的抗静电剂的抗静电能力强于实施例3选用的制备例3的抗静电剂，使得实施例6-7制得的POY丝具有较强的抗静电能力，并且具有较强的可纺性。
用实施例8-9制得的POY丝纺织的面料，电荷面密度小于实施例3，同时经过洗涤20次后的电荷面密度小于实施例3，并且实施例8-9制得的POY丝的断裂伸长率明显大于实施例3，说明采用改性PET切片可以提高POY丝的抗静电能力，同时可以较为明显的提高POY丝的可纺性。
用实施例3制得的POY丝纺织的面料，电荷面密度小于对比例2-3，同时经过洗涤20次后的电荷面密度小于对比例2-3，并且实施例3制得的POY丝的断裂伸长率大于对比例2-3，说明抗静电剂中，只添加淀粉基抗静电剂或者1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐，无法起到协同的作用，降低了POY丝的抗静电能力，同时降低了POY丝洗涤20次后的抗静电能力。
用实施例7制得的POY丝纺织的面料，电荷面密度小于对比例4-5，同时经过洗涤20次后的电荷面密度小于对比例4-5，并且实施例7制得的POY丝的断裂伸长率大于对比例4-5，说明抗静电剂中，淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐和羊毛角蛋白溶液的比例过低或过高，都会降低POY丝的抗静电能力，同时降低POY丝洗涤20次后的抗静电能力。
用实施例3制得的POY丝纺织的面料，电荷面密度小于对比例6-8，同时经过洗涤20次后的电荷面密度小于对比例6-8，并且实施例3制得的POY丝的断裂伸长率明显大于对比例6-8，螺杆挤出机和纺丝机内的温度过高，或者纺丝时转速过高，都会明显降低POY丝的断裂伸长率，从而降低POY丝的可纺性，同时降低了POY丝的抗静电能力。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：先将PET切片在158-166℃的温度下，预结晶10-20min，之后在160-170℃的温度下干燥，得到干燥的PET切片；
S2：然后将干燥的PET切片与抗静电剂，熔融共混并挤出，得到混合料粒；
S3：将混合料粒进行纺丝过程，纺丝后经过18-22Pa的环吹风进行冷却、上油、卷绕工位卷绕后，得到防静电POY丝；
其中，所述抗静电剂按重量份包括以下组分：淀粉基抗静电剂1-3份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐1.2-2.8份，羊毛角蛋白溶液7-13份，石墨烯0.2-0.34份，Fe3O4 3.73-5.01份，黏合剂145-155份，二氧化钛0.5-0.9份，脂肪胺聚氧乙烯醚35-41份，聚乙二醇2-8份，芥酸酰胺7-13份；抗静电剂与PET切片的重量比为（0.005-0.015）：1。
2.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述抗静电剂按重量份包括以下组分：淀粉基抗静电剂1.5-2.5份、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐1.8-2.2份，羊毛角蛋白溶液9-11份，石墨烯0.25-0.29份，Fe3O4 4-4.74份，黏合剂148-152份，二氧化钛0.6-0.8份，脂肪胺聚氧乙烯醚37-39份，聚乙二醇4-6份，芥酸酰胺9-11份。
3.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
先将淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液、石墨烯、Fe3O4、二氧化钛、脂肪胺聚氧乙烯醚、芥酸酰胺混合均匀后，再加入黏合剂与聚乙二醇，在45-50℃的温度下混合均匀，然后在75-85℃的温度下干燥，得到抗静电剂。
4.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述淀粉基抗静电剂的制备方法包括如下步骤：
a1:将熔融状态的聚乙烯蜡与二乙醇胺混合，再加入硬脂酸油脂，在81-83℃的温度下熔融共混，再加入氧化锌，得到混合物，其中聚乙烯蜡、二乙醇胺、硬脂酸油脂与氧化锌的重量比为（1.3-1.7）：（0.8-1.2）：（1.4-1.6）：（0.9-1.1）；
a2:在60-90℃的温度下，将玉米淀粉糊化，再将混合物、丙烯酸与糊化的玉米淀粉在84-90℃的温度下混合均匀，然后在18-20℃的温度下冷却，得到淀粉基抗静电剂，其中玉米淀粉、混合物与丙烯酸的重量比为（0.3-0.7）：（0.8-1.2）：（0.7-1.3）。
5.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述淀粉基抗静电剂、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、羊毛角蛋白溶液的重量比为：（1.4-1.5）:1：（6.1-6.3）。
6.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述PET切片采用以下方式进行改性：
b1:先将二氧化硅在80-84℃的温度下干燥，然后将干燥的二氧化硅分散在环己烷中，在600-640rpm的转速下，搅拌20-24min，再分散20-24min，之后在20—22℃的温度下，加入正丙胺、偶联剂，搅拌30-35min后，在65-68℃的温度下继续反应30-36min，除去上层清液，在80-82℃的温度下蒸发并烘干，得到改性二氧化硅，其中二氧化硅、环己烷、正丙胺、偶联剂的重量比为（8-12）：（180-220）：（0.25-0.26）：（0.5-0.6）；
b2:将改性二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙酮和偶氮二异丁氰在20-22℃的温度下，混合均匀，然后在64-66℃的温度下继续搅拌5.8-6.2h，在63-67℃的温度下烘干，其中改性二氧化硅、甲基丙烯酸甲酯、丙酮、偶氮二异丁氰的重量比为（0.8-1.2）：（0.4-0.6）：（28-32）：（0.05-0.15）；
b3:将b2中烘干后的混合物与PET切片在260-300℃的温度下熔融共混并挤出，得到改性PET切片，其中PET切片与烘干后的混合物的重量比为1：（0.004-0.006）。
7.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，熔融共混过程采用螺杆挤出机，螺杆挤出机内的温度为：进料口264-266℃，机筒1区282-284℃，机筒2区284-286℃，机筒3区285-287℃，机筒4区287-289℃，机筒5区289-291℃。
8.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，纺丝过程采用纺丝机，纺丝机内的温度为进料口251-253℃，机筒1区279-281℃，机筒2区282-284℃，机筒3区285-287℃，机筒4区287-289℃，机筒5区287-289℃，测量头299-301℃，联苯289-291℃。
9.根据权利要求1所述的一种防静电POY丝的生产方法，其特征在于：所述卷绕工位包括上辊、下辊和高速卷绕机，上辊的速度为3060-3360m/min，下辊速度为2900-3200m/min，高速卷绕机的转速为3000-3300m/min。
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